JP2553643B2 - Carrier synchronizer - Google Patents
Carrier synchronizerInfo
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Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディジタル変調方式を用いた無線通信シス
テム等に利用するキャリア同期装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carrier synchronization device used in a wireless communication system or the like using a digital modulation method.
従来の技術 第5図は、従来のキャリア同期装置を示す。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional carrier synchronizer.
第5図において、受信信号S(t) S(t)=cos(ωct+φ(t)) (ωc:搬送波の角周波数) が端子20に入力すると、クロック再生回路26は、伝送デ
ータのタイミングに同期したCLK(t) を再生する。In Figure 5, the received signal S (t) S (t) = cos (ω c t + φ (t)): the (omega c angular frequency of the carrier wave) is input to the terminal 20, the clock reproduction circuit 26, the transmission data CLK (t) synchronized with timing To play.
他方、電圧制御発振器(VCO)29の出力信号C(t)
を C(t)=cos(ωct−θ) (θ:搬送波との位相差) とすると、第1の乗算器21の出力信号は、 となり、また、第2の乗算器23の出力信号は、 となる。On the other hand, the output signal C (t) of the voltage controlled oscillator (VCO) 29
The C (t) = cos (ω c t-θ): When (theta phase difference between the carrier wave), the output signal of the first multiplier 21, And the output signal of the second multiplier 23 is Becomes
これらの出力信号の第1項をそれぞれ第1、第2のロ
ウパスフィルタ22、24により取り出すと、前者は、同相
成分のI信号として取り扱われ、後者は、直交成分のQ
信号として取り扱われる。When the first term of these output signals is taken out by the first and second low pass filters 22 and 24, respectively, the former is treated as an in-phase component I signal and the latter is treated as a quadrature component Q.
Treated as a signal.
このI信号とQ信号を第3の乗算器25により乗算する
と、 となり、ここで、変調方式をMSK、伝送データをan(=
±1)とすると、上式は、 となる。When the I signal and the Q signal are multiplied by the third multiplier 25, Where MSK is the modulation method and a n (=
± 1), the above equation becomes Becomes
次いで、この信号とクロック再生回路26からのクロッ
クCLK(t)を第4の乗算器27により乗算すると、その
出力は、 となり(復号同順、データに対応)、この信号の低域成
分を第3のロウパスフィルタ28により取り出すと、デー
タに依存しない信号g(θ) となり、この信号g(θ)により電圧制御発振器29を制
御することにより搬送波との位相差θを「0」に近づけ
る。Next, when this signal is multiplied by the clock CLK (t) from the clock recovery circuit 26 by the fourth multiplier 27, the output is (Decoding same order, corresponding to data), and when the low-pass component of this signal is extracted by the third low-pass filter 28, the data-independent signal g (θ) By controlling the voltage controlled oscillator 29 with this signal g (θ), the phase difference θ with the carrier wave is brought close to “0”.
したがって、上記従来例では、第3の乗算器25により
第1、第2のロウパスフィルタ22、24の出力信号を乗算
し、また、この乗算された信号と、クロック再生回路26
からの伝送データに同期したクロックCLK(t)を第4
の乗算器27により乗算することにより、受信信号の搬送
波に同期した信号を得ることができる。Therefore, in the above-mentioned conventional example, the output signals of the first and second low-pass filters 22 and 24 are multiplied by the third multiplier 25, and the multiplied signal is multiplied by the clock recovery circuit 26.
The clock CLK (t) synchronized with the transmission data from the
A signal synchronized with the carrier wave of the received signal can be obtained by performing multiplication by the multiplier 27.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来のキャリア同期装置では、電
圧制御発振器29の制御信号となる位相差検出信号g
(θ)がπを1周期とする信号であるので、第6図に示
すように、0≦θ≦π/4における位相差θと、π/4≦θ
≦π/2における位相差θを識別することができず、同様
に、−π/2≦θ≦−π/4における位相差θと、−π/4≦
θ≦0における位相差θを識別することができないとい
う問題点がある。However, in the above-described conventional carrier synchronizer, the phase difference detection signal g serving as the control signal for the voltage controlled oscillator 29 is obtained.
Since (θ) is a signal in which π is one cycle, as shown in FIG. 6, the phase difference θ in 0 ≦ θ ≦ π / 4 and π / 4 ≦ θ
The phase difference θ in ≦ π / 2 cannot be identified, and similarly, the phase difference θ in −π / 2 ≦ θ ≦ −π / 4 and −π / 4 ≦
There is a problem that the phase difference θ when θ ≦ 0 cannot be identified.
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、受信信号と電圧
制御発振器の出力信号の位相差θは、−π/2≦θ≦π/2
の範囲で正確に1つの値に特定して検出され、それぞれ
の信号を確実に同期させることができるキャリア同期装
置を提供することを目的とする。In view of the above conventional problems, the present invention provides a phase difference θ between the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator, which is −π / 2 ≦ θ ≦ π / 2.
It is an object of the present invention to provide a carrier synchronization device which can be accurately identified and detected as one value in the range of 1 and can reliably synchronize each signal.
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、第1、第2のロ
ウパスフィルタの出力信号と前記クロック再生回路から
のクロックにより、受信信号と電圧制御発振器の出力信
号の位相差に応じた信号を検出し、この信号により電圧
制御発振器を制御するようにしたものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention uses the output signals of the first and second low-pass filters and the clock from the clock recovery circuit to output a received signal and an output signal of a voltage controlled oscillator. A signal according to the phase difference is detected and the voltage controlled oscillator is controlled by this signal.
作 用 本発明は上記構成により、従来例のように、第1、第
2のロウパスフィルタの出力信号を乗算等しないので、
受信信号と電圧制御発振器の出力信号の位相差θは、−
π/2≦θ≦π/2の範囲で正確に1つの値に特定して検出
され、それぞれの信号を確実に同期させることができ
る。Operation The present invention does not multiply the output signals of the first and second low-pass filters, unlike the conventional example, by the above configuration,
The phase difference θ between the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator is −
It is possible to accurately identify and detect one value in the range of π / 2 ≦ θ ≦ π / 2, and to reliably synchronize the respective signals.
実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
1図は、本発明に係るキャリア同期装置の一実施例を示
すブロック図、第2図は、第1図の変調信号のベースバ
ンド帯域における複素数表現の説明図、第3図は、第1
図における時刻とI信号とQ信号と距離rの関係を示す
説明図、第4図は、第1図のキャリア同期装置の位相差
検出特性を示す説明図である。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a carrier synchronization device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a complex number representation in the baseband of the modulation signal of FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship among time, I signal, Q signal, and distance r, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the phase difference detection characteristic of the carrier synchronizer of FIG.
第1図において、11は、受信信号S(t)と、位相が
可変な信号を発振する電圧制御発振器(VCO)17の出力
信号C(t)とを乗算する乗算器、13は、受信信号S
(t)と、π/2移相器18によりπ/2だけ位相が遅延され
た電圧制御発振器17の出力信号とを乗算する乗算器、1
2、14はそれぞれ、乗算器11、13の出力信号の低域成分
を取り出すロウパスフィルタ(LPF)である。In FIG. 1, 11 is a multiplier for multiplying the received signal S (t) by an output signal C (t) of a voltage controlled oscillator (VCO) 17 that oscillates a signal with a variable phase, and 13 is a received signal. S
A multiplier for multiplying (t) by the output signal of the voltage controlled oscillator 17 whose phase is delayed by π / 2 by the π / 2 phase shifter 18, 1
Reference numerals 2 and 14 are low-pass filters (LPFs) for extracting low-frequency components of the output signals of the multipliers 11 and 13, respectively.
15は、受信信号S(t)により伝送データのタイミン
グに同期したクロックCLK(t)を再生するクロック再
生回路、16は、後述するようにロウパスフィルタ12、14
からの信号とクロック再生回路15からのクロックによ
り、受信信号S(t)と電圧制御発振器17の発振信号と
の位相差を検出し、この位相差に応じて電圧制御発振器
17の出力信号の位相を制御する位相差検出回路である。Reference numeral 15 is a clock regeneration circuit for regenerating a clock CLK (t) synchronized with the timing of transmission data by the received signal S (t), and 16 is a low pass filter 12, 14 as described later.
Of the received signal S (t) and the oscillation signal of the voltage controlled oscillator 17 are detected by the signal from the clock recovery circuit 15 and the clock from the clock recovery circuit 15, and the voltage controlled oscillator is detected according to the phase difference.
It is a phase difference detection circuit for controlling the phase of the output signal of 17.
次に、上記実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
第1図において、受信信号S(t) S(t)=cos(ωct+φ(t)) (ωc:搬送波の角周波数) が入力すると、クロック再生回路15は、伝送データのタ
イミングに同期したCLK(t) を再生する。In Figure 1, the received signal S (t) S (t) = cos (ω c t + φ (t)): the (omega c angular frequency of the carrier wave) is inputted, a clock reproduction circuit 15, in synchronism with the timing of the transmission data CLK (t) To play.
他方、電圧制御発振器(VCO)17の出力信号C(t)
を C(t)=cos(ωct−θ) (θ:搬送波との位相差) とすると、乗算器11の出力信号は、 となり、また、乗算器13の出力信号は、 となる。On the other hand, the output signal C (t) of the voltage controlled oscillator (VCO) 17
The C (t) = cos (ω c t-θ): When (theta phase difference between the carrier wave), the output signal of the multiplier 11, And the output signal of the multiplier 13 is Becomes
これらの出力信号の第1項をそれぞれロウパスフィル
タ12、14により取り出すと、前者は、同相成分のI信号
として取り扱われ、後者は、直交成分のQ信号として取
り扱われる。When the first terms of these output signals are taken out by the low-pass filters 12 and 14, respectively, the former is treated as an in-phase component I signal and the latter is treated as a quadrature component Q signal.
尚、このI信号とQ信号をそれぞれ2倍にし、実数、
虚数とすると、第2図のように表すことができる。In addition, the I signal and the Q signal are each doubled to obtain a real number,
If it is an imaginary number, it can be expressed as shown in FIG.
次に、位相差検出回路16の動作を説明する。 Next, the operation of the phase difference detection circuit 16 will be described.
ここで、受信信号の変調方式をMSK方式とすると、 となり、搬送波との同期が確立しているときには、 t=2kT(k:整数)では、 I=±1,Q=0 となり、t=(2k+1)Tでは、 I=0,Q=±1 となる。Here, if the modulation system of the received signal is the MSK system, When the synchronization with the carrier wave is established, at t = 2kT (k: integer), I = ± 1, Q = 0, and at t = (2k + 1) T, I = 0, Q = ± 1. Become.
他方、搬送波との同期が確立していないときには、 I=cos(φ(t)+θ) Q=sin(φ(t)+θ) であるので、t=2kTでは、第2図に示す位置A、Bに
信号が存在し、t=(2k+1)Tでは、第2図に示す位
置C、Dに信号が存在することになる。On the other hand, when the synchronization with the carrier wave is not established, I = cos (φ (t) + θ) Q = sin (φ (t) + θ) Therefore, at t = 2kT, the position A shown in FIG. A signal exists at B, and at t = (2k + 1) T, a signal exists at positions C and D shown in FIG.
そこで、位相差検出回路16は、第3図に示すように、
t=2kTの場合とt=(2k+1)Tの場合におけるI信
号とQ信号の符号により、信号が位置する座標の象限を
判定し、また、この象限の位置とクロック再生回路15か
らのクロックCLK(t)により距離rを求める。Therefore, the phase difference detection circuit 16 is, as shown in FIG.
The quadrant of the coordinates where the signal is located is determined by the sign of the I signal and the Q signal when t = 2kT and t = (2k + 1) T, and the position of this quadrant and the clock CLK from the clock regeneration circuit 15 are determined. The distance r is obtained from (t).
この距離rの絶対値は、第2図に示すように、 であるので、第4図に示すように、位相差検出特性を示
す信号f(θ)が4πを1周期とする信号となり、受信
信号と電圧制御発振器の出力信号の位相差θは、−π/2
≦θ≦π/2の範囲で正確に1つの値に特定して検出さ
れ、それぞれの信号を確実に同期させることができる。The absolute value of this distance r is, as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 4, the signal f (θ) indicating the phase difference detection characteristic becomes a signal having 4π as one cycle, and the phase difference θ between the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator is −π. / 2
It is possible to accurately identify and detect one value within the range of ≦ θ ≦ π / 2, and to reliably synchronize the respective signals.
尚、上記実施例では、受信信号の搬送波と電圧制御発
振器17の出力信号の位相差θがπの整数倍に同期する
が、受信データを復号する場合には問題とならない。In the above embodiment, the phase difference θ between the carrier wave of the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator 17 is synchronized with an integral multiple of π, but there is no problem when decoding the received data.
発明の効果 以上説明したように、本発明は、第1、第2のロウパ
スフィルタの出力信号と前記クロック再生回路からのク
ロックにより、受信信号と電圧制御発振器の出力信号の
位相差に応じた信号を検出し、この信号により電圧制御
発振器を制御するようにしたので、受信信号と電圧制御
発振器の出力信号の位相差θは、−π/2≦θ≦π/2の範
囲で正確に1つの値に特定して検出され、それぞれの信
号を確実に同期させることができる。As described above, the present invention responds to the phase difference between the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator by the output signals of the first and second low pass filters and the clock from the clock recovery circuit. Since the signal is detected and the voltage-controlled oscillator is controlled by this signal, the phase difference θ between the received signal and the output signal of the voltage-controlled oscillator is exactly 1 within the range of −π / 2 ≦ θ ≦ π / 2. Detected by specifying one value, each signal can be reliably synchronized.
第1図は、本発明に係るキャリア同期装置の一実施例を
示すブロック図、第2図は、第1図の変調信号のベース
バンド帯域における複素数表現の説明図、第3図は、第
1図における時刻とI信号とQ信号と距離rの関係を示
す説明図、第4図は、第1図のキャリア同期装置の位相
差検出特性を示す説明図、第5図は、従来のキャリア同
期装置を示すブロック図、第6図は、第5図のキャリア
同期装置の位相差検出特性を示す説明図である。 11、13……乗算器、12、14……ロウパスフィルタ(LP
F)、15……クロック再生回路、16……位相差検出回
路、17……電圧制御発振器(VCO)、18……π/2移相
器。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a carrier synchronization device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a complex number representation in the baseband of the modulation signal of FIG. 1, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship among time, I signal, Q signal and distance r, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the phase difference detection characteristics of the carrier synchronizer of FIG. 1, and FIG. 5 is a conventional carrier synchronization. FIG. 6 is a block diagram showing the device, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the phase difference detection characteristics of the carrier synchronization device of FIG. 11, 13 …… Multiplier, 12, 14 …… Low-pass filter (LP
F), 15 ... Clock recovery circuit, 16 ... Phase difference detection circuit, 17 ... Voltage controlled oscillator (VCO), 18 ... π / 2 phase shifter.
Claims (1)
同期したクロックを再生するクロック再生回路と、位相
が可変の信号を発生する電圧制御発振器と、前記電圧制
御発振器の出力信号の位相をπ/2移相する移相器と、受
信信号と前記電圧制御発振器の出力信号を乗算する第1
の乗算器と、受信信号と前記移相器の出力信号を乗算す
る第2の乗算器と、前記第1、第2の乗算器の出力信号
の低域成分をそれぞれ取り出す第1、第2のロウパスフ
ィルタと、前記第1、第2のロウパスフィルタの出力信
号と前記クロック再生回路からのクロックにより、受信
信号と前記電圧制御発振器の出力信号の位相差θに応じ
た信号を検出し、この信号により前記電圧制御発振器を
制御する位相差検出回路とを備え、前記位相差検出回路
は、受信信号と前記電圧制御発振器の出力信号の位相差
θを−π/2≦θ≦π/2の範囲で1つの値を特定して検出
し、それぞれの信号を同期させるために前記電圧制御発
振器を制御することを特徴とするキャリア同期装置。1. A clock regenerating circuit for regenerating a clock synchronized with the timing of transmission data by a received signal, a voltage controlled oscillator for generating a signal whose phase is variable, and a phase of an output signal of the voltage controlled oscillator is π / 2. A first phase-shifter for multiplying a received signal by an output signal of the voltage-controlled oscillator;
, A second multiplier for multiplying the received signal by the output signal of the phase shifter, and first and second low-frequency components of the output signals of the first and second multipliers, respectively. A signal corresponding to the phase difference θ between the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator is detected by the low-pass filter, the output signals of the first and second low-pass filters, and the clock from the clock recovery circuit, A phase difference detection circuit for controlling the voltage controlled oscillator by this signal, wherein the phase difference detection circuit determines a phase difference θ between the received signal and the output signal of the voltage controlled oscillator as −π / 2 ≦ θ ≦ π / 2. The carrier synchronization device is characterized in that one value is specified and detected within the range, and the voltage controlled oscillator is controlled in order to synchronize the respective signals.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63168265A JP2553643B2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Carrier synchronizer |
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---|---|---|---|
JP63168265A JP2553643B2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Carrier synchronizer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0217722A JPH0217722A (en) | 1990-01-22 |
JP2553643B2 true JP2553643B2 (en) | 1996-11-13 |
Family
ID=15864808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63168265A Expired - Lifetime JP2553643B2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Carrier synchronizer |
Country Status (1)
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Family Cites Families (4)
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JPS6281813A (en) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | Toshiba Corp | Phase shift circuit |
JPS62222744A (en) * | 1986-03-25 | 1987-09-30 | Kokusai Electric Co Ltd | Synchronous detection circuit for msk system signal |
JPH01165227A (en) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency tracking oscillator |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63168265A patent/JP2553643B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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